DIN 31653-1-1991 Plain bearings hydrodynamic plain thrust bearings under steady-state conditions calculation of pad thrust bearings《滑动轴承 稳定工作条件下液压滑动止推轴承 垫片止推轴承计算》.pdf
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1、DINI DIN 31653 TEIL I 9% = 2794442 0059335 b4 W D K 6 21.8 2 2.573 .001.24 DEUTSCHE NORM Mai 1991 I Gleitlager Hydrodynamische Axial-Gleitlager im stationren Betrieb Berechnung von Axialsegmentlagern I 31653 Teil 1 Plain bearings; Hydrodynamic plain thrust bearings under steady-state conditions; Cal
2、culation of pad thrust bearings Paliers lisses; Paliers bute a segments hydrodynamiques sous conditions de service stationnaires; Mthode de calcul des paliers bute a segments Inhalt Seite 1 Anwendungsbereich und Zweck 1 2 Allgemeine Grundlagen, Annahmen und Voraussetzungen. 1 3 Berechnungsverfahren.
3、 2 3.1 Formelzeichen, Benennungen und Einheiten . 3 3.2 Tragfhigkeit 5 3.3 Reibleistung . 5 1 Anwendungsbereich und Zweck Ziel dieser Norm ist die betriebssichere Auslegung von Gleitlagern durch die Anwendung eines Berechnungsver- fahrens fr lgeschmierte hydrodynamische Gleitlager mit vollstndiger T
4、rennung der Spurscheiben- und Lager-Gleit- flche durch einen Schmierfilm (Literatur l). Diese Norm gilt fr Axial-Gleitlager mit fest eingearbeiteten Keilflchen und Rastflchen, bei denen das Verhltnis Keil- flchenlnge Lwed zu Segrnentlnge L an sich beliebig ist. Die vorliegende Norm befat sich vorzug
5、sweise mit dem Wert L,d/L = 0,75, da dieser Wert nach Literatur 2 das optimale Verhltnis darstellt. Das Verhltnis Breite zu Lnge eines Segments kann in dem Bereich BL=0,5 bis 2 variiert werden. Der hier beschriebene Berechnungsgang kann fr andere fest eingearbeitete Spaltformen wie z. B. Staurandlag
6、er benutzt werden, wenn fr diese Bauarten die numerischen Lsungen der Reynoldsschen Differentialgleichung vor- liegen. Das Berechnungsverfahren dient der Auslegung und Opti- mierung von Axial-Gleitlagern fr z. B. Geblse, Getriebe, Seite 3.4 Schmierstoffdurchsatz .:. 5 3.5 Wrmebilanz 5 3.6 Minimale S
7、chmierfilrndicke und spezifische Lagerbelastung . 7 3.7 Betriebszustnde 7 3.8 Weitere Einflugren 7 Anhang A Berechnungsbeispiele . 9 Purnpen,Turbinen, Elektromaschinen,Verdichter und Werk- zeugmaschinen. Es beschrnkt sich auf den stationren Betrieb, d. h. in anhaltend gefahrenen Betriebszustnden sin
8、d die Belastung und die Winkelgeschwindigkeit aller rotierenden Teile konstant. Nicht erfat werden instationre Betriebszustnde. 2 Allgemeine Grundlagen, Annahmen und Voraussetzungen Die Berechnung erfolgt grundstzlich mit den numerischen Lsungen der Reynoldsschen Differentialgleichung fr Gleitflchen
9、 endlicher Breite unter Bercksichtigung der physikalisch richtigen Randbedingungen fr die Druckent- wicklung. Zur Herleitung der Reynoldsschen Differentialgleichung wird verwiesen z.B. auf Literatur l, zur numerischen Lsung auf Literatur 2. Fortsetzung Seite 2 bis 16 Normenausschu Gleitlager (NGL) i
10、m DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. - Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GrnbH, Burggrafenstrae 6,1000 Berlin 30 05 91 DIN 31 653 Teil 1 Mai 1991 Preisgr. 11 Vert 1.- N r 001 1 DIN3 DIN 33653 TEIL L 71 2794442 0057336 BTO = Seite 2 DIN 31 653 Teil 1 Bei der Lsung von Gleichung (1) werd
11、en folgende idealisie- rende Annahmen und Voraussetzungen gemacht, deren Zulssigkeit sich experimentell und praktisch hinreichend besttigt hat: a) Der Schmierstoff entspricht einer Newtonschen Fls- sigkeit. b) Alle Strmungsvorgnge des Schmierstoffs sind laminar. c) Der Schmierstoff haftet voll an de
12、n Gleitflchen. d) Der Schmierstoff ist inkompressibel. e) Der Schmierspalt ist vollstndig mit Schmierstoff gefllt. f) Trgheitswirkungen, Gravitations- und Magnetkrfte des Schmierstoffes sind vernachlssigbar. g) Die Bauteile,die den Schmierspalt bilden,sind starr bzw. ihre Verformung vernachlssigbar;
13、 ihre Oberflchen sind vollkommen glatt. h) Die Schmierfilmdicke in radialer Richtung (z-Koordi- nate) ist konstant. i) Drucknderungen im Schmierfilm senkrecht zu den Gleitflchen (y-Koordinate) sind vernachlssigbar. j) Eine Bewegung normal zu den Gleitflchen (y-Koordi- nate) findet nicht statt. k) De
14、r Schmierstoff ist im ganzen Schmierspalt isoviskos. I) Der Schmierstoff wird am weitesten Schmierspalt zuge- fhrt; die Hhe des Zufhrdrucks ist vernachlssigbar gegenber den Schmierfilmdrcken selbst. m) Die Segmentform der Gleitflchen wird durch Recht- ecke angenhert. Die Randbedingungen fr die Lsung
15、 der Reynoldsschen Differentialgleichung lauten: 1. Der Schmierstoffberdruck an der Zufhrstelle des Schmierstoffs ist p (x = O, z) =O. 2. Die Schmierstoffzufhrung ist so angeordnet, daB der Druckaufbau im Schmierspalt nicht gestrt wird. 3. Der Schmierstoffberdruck an den seitlichen Rndern des Gleitl
16、agers ist p (x, z = 0,5 i?) = O. 4. Der Schmierstoffberdruck am Ende des Druckfeldes ist Die Anwendung des hnlichkeitsprinzips in der hydrodyna- mischen Gleitlagertheorie fhrt zu dimensionslosen hn- IichkeitsgrBen fr die interessierenden Kennwerte wie Tragfhigkeit, Reibungsverhalten, Schmierstoffdur
17、chsatz. Die Verwendung der hnlichkeitsgrBen reduziert die Anzahl der notwendigen numerischen Lsungen der Rey- noidsschen Differentialgleichung,die in DIN 31 653Teil2 zu- sammengestellt sind. Grundstzlich knnen auch andere Lsungen verwendet werden,sofern sie den in dieser Norm angegebenen Bedingungen
18、 und einer entsprechenden numerischen Genauigkeit gengen. DIN 31 653 Teil 3 enthlt Betriebsrichtwerte, an denen das Berechnungsergebnis zu orientieren ist, um die Funktions- fhigkeit der Gleitlager sicherzustellen. In speziellen Fllen knnen von DIN 31 653 Teil 3 anwen- dungsspezifisch abweichende Be
19、triebsrichtwerte verein- bart werden. p (x = L, 2) = o. 3 Berechnungsverfahren Unter Berechnung ist die rechnerische Ermittlung der Funk- tionsfhigkeit anhand von Betriebskennwerten (siehe Bild 4) zu verstehen, die mit Betriebsrichtwerten zu ver- gleichen sind. Hierbei mssen die bei unterschiedli-en
20、 Be- triebszustnden ermittelten Betriebskennwerte gegenber den Betriebsrichtwerten zulssig sein. Dazu sind alle anhal- tend gefahrenen Betriebszustnde zu untersuchen. Die Sicherheit gegen Verschlei6 ist dann gegeben, wenn eine vollstndige Trennung der Gleitpartner durch den Schmierstoff erreicht wir
21、d. Anhaltender Betrieb im Mischrei- bungsgebiet fhrt zur vorzeitigen Funktionsunfhigkeit. Kurzzeitiger Betrieb im Mischreibungsgebiet, beispiels- weise beim Anfahren und Auslaufen gleitgelagerter Maschi- nen, ist unvermeidbar und kann bei zu groBer Hufigkeit zum Lagerschaden fhren. Unter hoher Last
22、kann beim langsamen Anfahren oder Auslaufen eine hydrostatische Anhebung erforderlich werden. Einlauf- und Anpassungs- verschleil3 zum Ausgleich der Oberflchen-Formabwei- chungen von der Idealform sind zulssig, solange diese rt- lich und zeitlich begrenzt und ohne berlasterscheinungen auftreten. In
23、bestimmten Fllen kann ein gezielter Einlauf von Vorteil sein, was auch durch die Werkstoff-Auswahl zu beeinflussen ist. Es wird darauf hingewiesen,daB bei dieser Lagerbauart Ver- schleif3 zu einem schnellen Abfall der Tragfhigkeit fhren kann. Die Grenzen dermechanischen Beanspruchung sind gege- ben
24、durch die Festigkeit des Lageniverkstoffs. Geringe blei- bende Verformungen sind zulssig, solange sie die Funk- tionsfhigkeit des Gleitlagers nicht beeintrchtigen. Die Grenzen der thermischen Beanspruchung ergeben sich durch die Warmfestigkeit des Lagerwerkstoffs, aber auch durch die Viskositts-Temp
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